Физики 10 лет изучали результаты работы коллайдера «Тэватрон» и пришли к выводу, что экспериментальное
Co się stało?
W-boso jest podstawową cząstką, która przenosi słabe siły jądrowe. Okazało się, że jest znacznie cięższy niż według Modelu Standardowego fizyki.
Между теоретическими и экспериментальными данными установлена разница в 0,09%. Кажется, что это мало, но такая погрешность намного больше стандартной — 0,01%.
To niezwykle ważna informacja dla wszystkich fizyków.świata, mówi Florencia Canelli, fizyk z Uniwersytetu w Zurychu. Jeśli uzyskane dane zostaną potwierdzone w innych eksperymentach, wówczas okaże się pierwsza poważna rozbieżność z Modelem Standardowym fizyki - jest to teoria, która opisuje wszystkie cząstki tworzące materię i wszystkie fundamentalne interakcje, z wyjątkiem grawitacji.
Tak, Model Standardowy nie działa dla wszystkichprocesy. Dlatego jeśli pojawi się przynajmniej jedna poważna niespójność, model będzie musiał zostać zmieniony. Ale są fizycy, którzy podchodzą ostrożnie do wyników eksperymentu.
Генерация измерения массы W-бозона на основе экспериментальных данных — это очень сложный процесс, я бы с аккуратностью интерпретировал имеющееся расхождение со Стандартной моделью, говорит Маттиас Шотт, физик из Университета Иоганна Гутенберга. Он считает, что физики должны как можно точнее понять, почему произошли такие расхождения.
Co wiemy o bozonie W?
Cząstka została odkryta w 1983 roku. Eksperymenty w tym czasie obliczyły, że bozon W ważył 85 protonów. Błąd tej wartości wynosił 5% lub więcej, ponieważ trudno było obliczyć masę.
Bozon Z i bozon W są zaangażowane w większośćreakcje jądrowe, w szczególności w fuzji termojądrowej, która zachodzi na Słońcu. Bozony W i Z przenoszą słabe oddziaływanie jądrowe, jedną z czterech podstawowych sił natury. Bozon W jest badany w zderzaczach, w których wytwarzane są cząstki, a następnie spychane z dużą energią. Cząstki mogą być utrwalane podczas rozpadu na podgatunek elektronów lub na miony i neutrina. Neutrino znika bez śladu, ale elektron i mion można prześledzić.
В процессе распада большая часть изначальной массы W-бозона переходит в энергию новых частиц. Если физикам удастся измерить эту энергию, а также определить, как происходит распад частиц, они смогут определить массу W-бозона. Но если нельзя отследить действия нейтрино, то и невозможно точно сказать, какая часть энергии электрона или мюона связана с массой, а какая — с импульсом.
Co zrobili autorzy nowej pracy?
W artykule opublikowanym w czasopiśmie Science,Naukowcy informują o prawie dekadzie analizy danych zebranych za pomocą akceleratora cząstek Tevatron. Według autorów pomiary te są dokładniejsze niż wszystkie inne razem wzięte. Autorzy obliczyli, że masa bozonu W jest około 157 tysięcy razy większa niż masa elektronu. Dzięki nowemu pomiarowi można przetestować adekwatność Modelu Standardowego fizyki.
Czym jest nowa fizyka?
Так называют физические закономерности, которые выходят за рамки Стандартной модели. И новая работа, это не первый намек на такую физику. Аналогичная ситуация произошла с экспериментом в 2021 году с мюоном-g2. Но точность той работы была значительно ниже новых результатов.
Masa bozonu W była wyższa niż oczekiwano aż o siedem odchyleń standardowych, co oznacza, że prawdopodobieństwo, że jest to wypadek wynosi około jeden bilion.
„Ten wymiar jest najważniejszyodchylenia od fundamentalnych przewidywań Modelu Standardowego, to więcej niż naukowcy kiedykolwiek odnotowali. Myślę więc, że to wskazówka, że nie rozumiemy jeszcze w pełni słabej siły jądrowej, ani wszystkich cząstek, które doświadczają tej siły” – powiedział Ashutosh Kotwal, profesor z Duke University.
Co zmieni nowe odkrycie w fizyce?
Последствия этого открытия еще предстоит полностью понять. Можно было бы просто настроить Стандартную модель в соответствии с новыми измерениями. Но авторы работы считают, что они свидетели начала смены парадигмы и появления неизвестной ранее физики.
Pierwszym ważnym krokiem na drodze jest zdobycieniezależne potwierdzenie. Teraz 400 naukowców, którzy pracowali nad eksperymentem, spotyka się z innymi fizykami, aby przeanalizować wynik, aby zrozumieć, gdzie iść dalej. Wielki Zderzacz Hadronów w CERN zbiera dane na temat bozonu W i może być wykorzystany do nowych eksperymentów.
„Jeśli zbudujemy nowy elektron-pozytonzderzacz, będzie również w stanie bardzo dokładnie zmierzyć masę bozonu W. Ponadto Wielki Zderzacz Hadronów i mniejsze specjalistyczne eksperymenty mierzą nowe cząstki i ich interakcje z dużą precyzją. Jeśli pojawi się nowa fizyka, to będzie można ją zaobserwować w tych eksperymentach – wyjaśnił prof. Kotwal.
Czytaj więcej:
Po dziesięciu latach pracy naukowcy zakwestionowali standardowy model fizyki
Wewnątrz Ziemi jest inna „planeta”: jak uratowała rodzące się życie
Stare komórki zostały przeprogramowane i stały się o 30 lat młodsze: jak to działa